CN113048010A - 一种超导风机控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超导风机控制方法，其方法包括：当超导发电单元向电网输入电能时，所述常导发电制冷单元实时获取超导发电单元的运行温度和设定周期内的温度变化率；超导发电单元向电网输入电能的操作，以及常导发电制冷单元实时获取运行温度的操作，均通过风机齿轮单元的带动实现；常导发电制冷单元根据运行温度和温度变化率，调整常导发电制冷单元的冷量提供量；冷量提供量用于降低超导发电单元的运行温度。从而常导发电制冷单元可以控制超导发电单元的运行温度，根据超导发电单元的运行温度及其变化情况，调整常导发电制冷单元的冷量提供量，进而超导风机系统可以摆脱超导发电单元需要电网维持超导风机系统温度的约束。

Description

一种超导风机控制方法
技术领域
本发明涉及超导风机技术技域，尤其涉及一种超导风机控制方法。
背景技术
相比于风电市场上应用广泛的双馈式风力发电机和直驱式风力发电机，超导风机拥有发电效率高，体积小及质量轻的优点，但现阶段的超导风机需要电网提供电源给制冷系统，才能维持超导风机的正常运行。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种超导风机控制方法和相应的一种超导风机控制装置。
为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种超导风机控制方法，其特征在于，应用于超导风机系统，所述超导风机系统包括：风机齿轮单元、超导发电单元和常导发电制冷单元；所述风机齿轮单元与所述超导发电单元连接；所述常导发电制冷单元与所述超导发电单元连接；所述方法包括：
当所述超导发电单元向电网输入电能时，所述常导发电制冷单元实时获取所述超导发电单元的运行温度和设定周期内的温度变化率；所述超导发电单元向所述电网输入电能的操作，以及所述常导发电制冷单元实时获取所述运行温度的操作，均通过所述风机齿轮单元的带动实现；
所述常导发电制冷单元根据所述运行温度和所述温度变化率，调整所述常导发电制冷单元的冷量提供量；所述冷量提供量用于降低所述超导发电单元的运行温度。
可选地，所述常导发电制冷单元包括：常导发电机、第一控制器和制冷机；所述常导发电机通过控制器与所述制冷机连接；所述制冷机通过制冷管道与所述超导发电单元连接；所述常导发电制冷单元根据所述运行温度的变化率，调整所述常导发电制冷单元的冷量提供量，包括：
当所述第一控制器检测到所述运行温度的变化率大于预设阈值时，根据所述运行温度的变化趋势，调整所述常导发电机的出力；
所述制冷机根据所述发电机的出力，调整所述制冷机的冷量提供量。
可选地，所述超导发电单元包括：超导发电机和第二控制器；所述第二控制器，连接于所述电网和所述超导发电机之间；当所述超导发电单元向电网输入电能时，所述常导发电制冷单元实时获取所述超导发电单元的运行温度之前，还包括：
所述第二控制器检测所述超导发电机的初始温度；
所述第二控制器根据所述初始温度，确定是否允许所述超导发电单元向所述电网输入电能。
可选地，所述第二控制器根据所述初始温度，确定是否允许所述超导发电单元向所述电网输入电能，包括：
所述第二控制判断所述初始温度是否大于设置温度；
若是，则所述第二控制器禁止所述超导发电单元向所述电网输入电能；
若否，则所述第二控制器允许所述超导发电单元向所述电网输入电能。
本发明实施例还公开了一种超导风机控制装置实施例的结构框图，应用于超导风机系统，所述超导风机系统包括：风机齿轮单元、超导发电单元和常导发电制冷单元；所述风机齿轮单元与所述超导发电单元连接；所述常导发电制冷单元与所述超导发电单元连接；所述装置包括：
获取模块，用于当所述超导发电单元向电网输入电能时，所述常导发电制冷单元实时获取所述超导发电单元的运行温度和设定周期内的温度变化率；所述超导发电单元向所述电网输入电能的操作，以及所述常导发电制冷单元实时获取所述运行温度的操作，均通过所述风机齿轮单元的带动实现；
调整模块，用于通过所述常导发电制冷单元根据所述运行温度和所述温度变化率，调整所述常导发电制冷单元的冷量提供量；所述冷量提供量用于降低所述超导发电单元的运行温度。
可选地，所述常导发电制冷单元包括：常导发电机、第一控制器和制冷机；所述常导发电机通过控制器与所述制冷机连接；所述制冷机通过制冷管道与所述超导发电单元连接；所述调整模块包括：
第一调整子模块，用于当所述第一控制器检测到所述运行温度的变化率大于预设阈值时，根据所述运行温度的变化趋势，调整所述常导发电机的出力；
第二调整子模块，用于通过所述制冷机根据所述发电机的出力，调整所述制冷机的冷量提供量。
可选地，所述超导发电单元包括：超导发电机和第二控制器；所述第二控制器，连接于所述电网和所述超导发电机之间；所述装置还包括：
检测模块，用于通过所述第二控制器检测所述超导发电机的初始温度；
判断模块，用于通过所述第二控制器根据所述初始温度，确定是否允许所述超导发电单元向所述电网输入电能。
可选地，所述判断模块包括：
判断子模块，用于通过所述第二控制判断所述初始温度是否大于设置温度；若是，则所述第二控制器禁止所述超导发电单元向所述电网输入电能；若否，则所述第二控制器允许所述超导发电单元向所述电网输入电能。
本发明实施例还公开了一种电子设备，包括：所述超导风机系统的温度控制装置、处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现任一项所述方法的步骤。
本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一项所述超导风机控制方法的步骤。
本发明实施例包括以下优点：
本发明实施例提出的一种超导风机控制方法，当超导发电单元向电网输入电能时，常导发电制冷单元实时获取所述超导发电单元的运行温度和设定周期内的温度变化率；所述超导发电单元向电网输入电能的操作，以及所述常导发电制冷单元实时获取所述运行温度的操作，均通过所述风机齿轮单元的带动实现；所述常导发电制冷单元根据所述运行温度和所述温度变化率，调整所述常导发电制冷单元的冷量提供量；所述冷量提供量用于降低所述超导发电单元的运行温度。从而常导发电制冷单元可以实时控制超导发电单元的运行温度，根据超导发电单元的运行温度和温度的变化情况，调整常导发电制冷单元对超导发电单元的冷量提供量，进而超导风机系统可以摆脱超导发电单元需要电网维持超导风机系统温度的约束。
附图说明
图1为本发明的一种超导风机控制方法实施例一的步骤流程图；
图2为本发明的一种超导风机控制方法实施例二的超导风机系统结构框图；
图3为本发明的一种超导风机控制方法实施例二的步骤流程图；
图4为本发明的一种超导风机控制装置实施例的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
虽然超导风机相对于现阶段风电市场上应用广泛的双馈式风力发电机和直驱式风力发电机，有着发电效率高、体积小及质量轻的优点，但现阶段的超导风机需要电网提供电源给制冷系统，才能维持超导风机的正常运行。
本发明实施例的核心构思之一在于，在超导风机系统中配置一常导发电制冷单元，用以实时控制超导发电单元的运行温度，从而摆脱超导发电单元收到电网的制约。
请参阅图1，图1为本发明的一种超导风机控制方法实施例一的步骤流程图，所述方法应用于超导风机系统，所述超导风机系统包括：风机齿轮单元、超导发电单元和常导发电制冷单元；所述风机齿轮单元与所述超导发电单元连接；所述常导发电制冷单元与所述超导发电单元连接；所述方法包括：
步骤S101，当所述超导发电单元向电网输入电能时，所述常导发电制冷单元实时获取所述超导发电单元的运行温度和设定周期内的温度变化率；所述超导发电单元向所述电网输入电能的操作，以及所述常导发电制冷单元实时获取所述运行温度的操作，均通过所述风机齿轮单元的带动实现；
步骤S102，所述常导发电制冷单元根据所述运行温度和所述温度变化率，调整所述常导发电制冷单元的冷量提供量；所述冷量提供量用于降低所述超导发电单元的运行温度。
在本发明实施例中，当超导发电单元向电网输入电能时，常导发电制冷单元实时获取所述超导发电单元的运行温度和设定周期内的温度变化率；所述超导发电单元向电网输入电能的操作，以及所述常导发电制冷单元实时获取所述运行温度的操作，均通过所述风机齿轮单元的带动实现；所述常导发电制冷单元根据所述运行温度和所述温度变化率，调整所述常导发电制冷单元的冷量提供量；所述冷量提供量用于降低所述超导发电单元的运行温度。从而常导发电制冷单元可以实时控制超导发电单元的运行温度，根据超导发电单元的运行温度和温度的变化情况，调整常导发电制冷单元对超导发电单元的冷量提供量，进而超导风机系统可以摆脱超导发电单元需要电网维持超导风机系统温度的约束。
请参阅图2，为本发明的一种超导风机控制方法实施例二的超导风机系统结构框图，其中，1为风机，2为齿轮箱，3为超导发电机，4为制冷机，5为第一控制器，6为常导发电机，7为电网，以及8为第二控制器。由风机1和齿轮箱2组成风机齿轮单元，用于带动超导发电机3和常导发电机6的运行，而超导发电机3和常导发电机6的运行时可产生电能，而电能传输至控制器5后，可由控制器5可根据超导发电机3的输出功率，控制所述常导发电机6的在制冷机4和电网7之间的出力，从而改变制冷机4通过制冷管道对超导发电机3输出的冷量，维持超导发电机3的极低运行温度。请参阅图3，图3为本发明的一种超导风机系统的温度控制方法实施例二的步骤流程图，方法具体包括：
步骤S201，所述第二控制器8检测所述超导发电机3的初始温度；
步骤S202，所述第二控制器8根据所述初始温度，确定是否允许所述超导发电机3向所述电网7输入电能；
在一个可选实施例中，所述第二控制器8根据所述初始温度，确定是否允许所述超导发电机3向所述电网7输入电能，包括：
所述第二控制器8判断所述初始温度是否大于设置温度；
若是，则所述第二控制器8禁止所述超导发电单元向所述电网输入电能；
若否，则所述第二控制器8允许所述超导发电单元向所述电网输入电能。
在具体实现中，对于超导风机系统会遇到停运后重启的情况，以及刚开始启动的情况，此时，风机1带动齿轮箱2，然后齿轮箱2带动超导发电机3和常导发电机4的运行，此时超导发电机3不对电网7输出运行时产生的电能，超导发电机3不对外做功则不会发热，而此时常导发电机4启动后，通过第一控制器5为制冷机4提供电源，制冷机4会为超导发电机3提供冷量。超导发电机3的初始温度低于预设温度时，表明超导发电机3可以正常运行，此时超导发电机3可以在齿轮结构的带动下，利用第二控制器8向电网7输送电能。
步骤S203，当所述超导发电机3向电网7输入电能时，所述第一控制器5实时获取所述超导发电机3的运行温度和设定周期内的温度变化率；所述超导发电机3向所述电网7输入电能的操作，以及所述第一控制器5实时获取所述运行温度的操作，均通过所述风机齿轮单元的带动实现；
步骤S204，当所述第一控制器5检测到所述运行温度的变化率大于预设阈值时，根据所述运行温度的变化趋势，调整所述常导发电机6的出力；
步骤S205，所述制冷机4根据所述常导发电机6的出力，调整所述制冷机4的冷量提供量。
在具体实现中，正常运行时，风机1会带动齿轮箱2的运行，齿轮箱2带动超导发电机3和常导发电机6的运行，超导发电机3在第二控制器8的控制下，发电供应电网，而常导发电机6在第一控制器5的控制下，为制冷机4提供电能，当超导发电机3的运行温度超出预设温度范围时，第一控制器5判断超导发电机3的温度变化趋势，并根据温度变化趋势适当调整常导发电机6对制冷机4的功率，进而根据调整后的功率改变制冷机4对超导发电机3的冷量提供量，从而调整超导发电机3的运行温度。
在本发明实施例所提供的一种超导风机控制方法，当超导发电单元向电网输入电能时，常导发电制冷单元实时获取所述超导发电单元的运行温度和设定周期内的温度变化率；所述超导发电单元向电网输入电能的操作，以及所述常导发电制冷单元实时获取所述运行温度的操作，均通过所述风机齿轮单元的带动实现；所述常导发电制冷单元根据所述运行温度和所述温度变化率，调整所述常导发电制冷单元的冷量提供量；所述冷量提供量用于降低所述超导发电单元的运行温度。从而常导发电制冷单元可以实时控制超导发电单元的运行温度，根据超导发电单元的运行温度和温度的变化情况，调整常导发电制冷单元对超导发电单元的冷量提供量，进而超导风机系统可以摆脱超导发电单元需要电网维持超导风机系统温度的约束。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
请参阅图4，示出了一种超导风机控制装置实施例的结构框图，应用于超导风机系统，所述超导风机系统包括：风机齿轮单元、超导发电单元和常导发电制冷单元；所述风机齿轮单元与所述超导发电单元连接；所述常导发电制冷单元与所述超导发电单元连接；所述装置包括：
获取模块101，用于当所述超导发电单元向电网输入电能时，所述常导发电制冷单元实时获取所述超导发电单元的运行温度和设定周期内的温度变化率；所述超导发电单元向所述电网输入电能的操作，以及所述常导发电制冷单元实时获取所述运行温度的操作，均通过所述风机齿轮单元的带动实现；
调整模块102，用于通过所述常导发电制冷单元根据所述运行温度和所述温度变化率，调整所述常导发电制冷单元的冷量提供量；所述冷量提供量用于降低所述超导发电单元的运行温度。
在一个可选实施例中，所述常导发电制冷单元包括：常导发电机、第一控制器和制冷机；所述常导发电机通过控制器与所述制冷机连接；所述制冷机通过制冷管道与所述超导发电单元连接；所述调整模块102包括：
第一调整子模块，用于当所述第一控制器检测到所述运行温度的变化率大于预设阈值时，根据所述运行温度的变化趋势，调整所述常导发电机的出力；
第二调整子模块，用于通过所述制冷机根据所述发电机的出力，调整所述制冷机的冷量提供量。
在一个可选实施例中，所述超导发电单元包括：超导发电机和第二控制器；所述第二控制器，连接于所述电网和所述超导发电机之间；所述装置还包括：
检测模块，用于通过所述第二控制器检测所述超导发电机的初始温度；
判断模块，用于通过所述第二控制器根据所述初始温度，确定是否允许所述超导发电单元向所述电网输入电能。
在一个可选实施例中，所述判断模块包括：
判断子模块，用于通过所述第二控制判断所述初始温度是否大于设置温度；若是，则所述第二控制器禁止所述超导发电单元向所述电网输入电能；若否，则所述第二控制器允许所述超导发电单元向所述电网输入电能。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：所述超导风机控制装置、处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述超导风机控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述针对所述超导风机控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种超导风机控制方法和一种超导风机控制装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种超导风机控制方法，其特征在于，应用于超导风机系统，所述超导风机系统包括：风机齿轮单元、超导发电单元和常导发电制冷单元；所述风机齿轮单元与所述超导发电单元连接；所述常导发电制冷单元与所述超导发电单元连接；所述方法包括：
当所述超导发电单元向电网输入电能时，所述常导发电制冷单元实时获取所述超导发电单元的运行温度和设定周期内的温度变化率；所述超导发电单元向所述电网输入电能的操作，以及所述常导发电制冷单元实时获取所述运行温度的操作，均通过所述风机齿轮单元的带动实现；
所述常导发电制冷单元根据所述运行温度和所述温度变化率，调整所述常导发电制冷单元的冷量提供量；所述冷量提供量用于降低所述超导发电单元的运行温度。
2.根据权利要求1所述的超导风机控制方法，其特征在于，所述常导发电制冷单元包括：常导发电机、第一控制器和制冷机；所述常导发电机通过控制器与所述制冷机连接；所述制冷机通过制冷管道与所述超导发电单元连接；所述常导发电制冷单元根据所述运行温度的变化率，调整所述常导发电制冷单元的冷量提供量，包括：
当所述第一控制器检测到所述运行温度的变化率大于预设阈值时，根据所述运行温度的变化趋势，调整所述常导发电机的出力；
所述制冷机根据所述发电机的出力，调整所述制冷机的冷量提供量。
3.根据权利要求2所述的超导风机控制方法，其特征在于，所述超导发电单元包括：超导发电机和第二控制器；所述第二控制器，连接于所述电网和所述超导发电机之间；当所述超导发电单元向电网输入电能时，所述常导发电制冷单元实时获取所述超导发电单元的运行温度之前，还包括：
所述第二控制器检测所述超导发电机的初始温度；
所述第二控制器根据所述初始温度，确定是否允许所述超导发电单元向所述电网输入电能。
4.根据权利要求1-3中任一所述的超导风机控制方法，其特征在于，所述第二控制器根据所述初始温度，确定是否允许所述超导发电单元向所述电网输入电能，包括：
所述第二控制判断所述初始温度是否大于设置温度；
若是，则所述第二控制器禁止所述超导发电单元向所述电网输入电能；
若否，则所述第二控制器允许所述超导发电单元向所述电网输入电能。
5.一种超导风机控制装置实施例的结构框图，其特征在于，应用于超导风机系统，所述超导风机系统包括：风机齿轮单元、超导发电单元和常导发电制冷单元；所述风机齿轮单元与所述超导发电单元连接；所述常导发电制冷单元与所述超导发电单元连接；所述装置包括：
获取模块，用于当所述超导发电单元向电网输入电能时，所述常导发电制冷单元实时获取所述超导发电单元的运行温度和设定周期内的温度变化率；所述超导发电单元向所述电网输入电能的操作，以及所述常导发电制冷单元实时获取所述运行温度的操作，均通过所述风机齿轮单元的带动实现；
调整模块，用于通过所述常导发电制冷单元根据所述运行温度和所述温度变化率，调整所述常导发电制冷单元的冷量提供量；所述冷量提供量用于降低所述超导发电单元的运行温度。
6.根据权利要求5所述的超导风机控制装置，其特征在于，所述常导发电制冷单元包括：常导发电机、第一控制器和制冷机；所述常导发电机通过控制器与所述制冷机连接；所述制冷机通过制冷管道与所述超导发电单元连接；所述调整模块包括：
第一调整子模块，用于当所述第一控制器检测到所述运行温度的变化率大于预设阈值时，根据所述运行温度的变化趋势，调整所述常导发电机的出力；
第二调整子模块，用于通过所述制冷机根据所述发电机的出力，调整所述制冷机的冷量提供量。
7.根据权利要求6所述的超导风机控制装置，其特征在于，所述超导发电单元包括：超导发电机和第二控制器；所述第二控制器，连接于所述电网和所述超导发电机之间；所述装置还包括：
检测模块，用于通过所述第二控制器检测所述超导发电机的初始温度；
判断模块，用于通过所述第二控制器根据所述初始温度，确定是否允许所述超导发电单元向所述电网输入电能。
8.根据权利要求5-7中任一所述的超导风机控制装置，其特征在于，所述判断模块包括：
判断子模块，用于通过所述第二控制判断所述初始温度是否大于设置温度；若是，则所述第二控制器禁止所述超导发电单元向所述电网输入电能；若否，则所述第二控制器允许所述超导发电单元向所述电网输入电能。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：权利要求6-8所述的超导风机控制装置、处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现入权利要求1-5中任一项所述超导风机控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述超导风机控制方法的步骤。
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